DZ47LE系列漏电断路器的应用及发展.doc

桂林电子科技大学职业技术学院毕业设计（论文）DZ47LE系列漏电断路器的应用及发展学 院： 职业技术学院专 业： 微电子技术学 号： 091215201学生姓名： 徐继岗指导教师： 农红密目录摘要-21 绪论-32 DZ47LE系列断路器概述-32.1 用途及适用范围-32.2 正常工作及安装条件-33 DZ47LE系列断路器结构及工作原理-43.1 DZ47LE基本结构组成-43.2 断路器工作原理简介-43.3 脱扣器工作原理简介-43.4 DZ47LE系列漏电断路器工作原理介绍-53.5 DZ47LE系列断路器规格及技术参数-54 DZ47LE系列断路器前景及发展方向-64.1 DZ47LE系列断路器技术改进-64.2 发展方向-75 个人总结-7参考文献-8致谢-9摘要生活中最常见的负载有配电线路、电动机和家用与类似家用（照明、家用电器等）三大类。以此相对应的便有配电保护型、电动机保护型和家用及类似家用保护型的断路器。这三类的保护特性是不一样的，而DZ47LE系列断路器主要是用于工业、商业、高层、民宅家用，即根据所需特性DZ47LE系列断路器也可分为配电保护型、电动机保护型和家用及类似家用保护型，但DZ47LE系列漏电断路器的应用原理大同小异基本相同。而本文就是通过实地装配以及同事讨论分析的方法，主要详细阐述了中国人民电器集团DZ47LE系列漏电断路器的工作原理，也介绍了断路器的机构特性及附件技术性能，论证了DZ47LE系列漏电断路器在电路中起着过载、短路、漏电、等保护功能，得出了断路器在电力方面起着非常重要的作用。最后浅析了DZ47LE系列漏电断路器技术改进及发展方向。关键词：DZ47LE系列漏电断路器；工作原理；电力；技术改进；发展方向1 绪论 随着世界经济的高速发展，电力起着很大的推动作用，而断路器作为电力方面是不可忽略的一部分。断路器它是一种基本低压电器，在电路中起着过载、短路、漏电等保护功能，能保护机电设备和电源。也可以在正常情况下作为线路的不频繁分、合操作转换之用。小型断路器应用广泛，但主要用于工业、商业、高层、民宅等各种场所。随着电力的广泛运用，越来越多的触电事故发生。尽管采取了很多防触点技术措施，但各种电气事故仍在高位徘徊，各类电气事故隐患仍大量存在，给国家和人民群众的财产及人身安全带来很大的威胁。而尽管断路器不能从根本上解决这种严重威胁，但是它在电路中还是不可缺少的一部分，原因无他，只因它在电路中起着过载、短路、漏电保护功能。从而减少了电气事故带来的人身危害及财产损失。由此可知断路器在电力中起着非常重要的作用。而在本文中主要介绍了DZ47LE系列断路器的应用原理。画竹先心中有竹，要想知道DZ47LE系列断路器在电路中是如何让实现过载、短路、漏电保护功能的。掌握它的原理是很有必要的，同时掌握了DZ47LE系列断路器工作原理不仅仅可以让你正确安装断路器更可以当它不工作时可以自己进行维修。2 DZ47LE系列断路器概述2.1 用途及适用范围 DZ47LE系列断路器简称漏电断路器适用于交流50HZ,额定电压220V或380V，额定电流至32A（63A）的线路中，作为负载线路的漏电（触电）、过载和短路保护。也可以作为不频繁接通、分断和转换之用。该系列产品具有分断能力高，附件实用性强、体积小、重量轻、外形美观和使用方便等优点。2.2 正常工作及安装条件（1）周围空气温度-5至40，且日平均温度不超过35。（2）海拔高度不超过2000m。（3）空气相对湿度在最高温度40时不超过50%，在较低温度下可以允许有较高的湿度，例如在20时达90%。但对于温度变化可能偶尔产生的凝露，应采取适当的措施。（4）污染等级为2级（5）电磁环境为环境B（6）安装场所的外磁场任何方向均不超过地磁场的5倍（7）采用标准安装轨安装，安装于配电箱、配电柜和盒中。（8）安装时一般采用垂直安装，安装平面与垂直面的倾斜度不超过5，手柄向上为接通电源位置。（9）安装场所无显著冲击、震动、无危险的介质和风雪侵袭。3 DZ47LE系列断路器结构及工作原理3.1 DZ47LE系列断路器基本结构组成DZ47LE系列断路器主要是由断路器和脱扣器两部分组成。断路器主要是实现过载、短路、保护功能，而脱扣器主要是实现漏电保护功能。将断路器和脱扣器经铆合、拼装成为DZ47LE系列小型低压断路器。从而实现过载、短路、漏电等保护功能。3.2 断路器工作原理简介断路器主要是由线圈、连杆、跳扣，锁扣、手柄、弹簧、静触头、铁芯、灭弧罩、调节螺母等零固件拼装而成。而断路器又可分为调节机构、操作机构、电磁系统、脱扣机构、灭弧装置等五大部分。每五人一组，每一人负责一道工序。第一道工序为调节机构，主要是通过调节螺丝挤压线圈上的双金片从而实现到锁扣的距离，以便于线路发生过载时断路器可以实现过载保护功能。第二道工序和第三道工序主要负责电磁系统，而电磁系统主要是由线圈、铁芯、零件组成，它主要是根据电磁感应原理通电对铁芯产生强大的磁性，当磁场力大于弹簧反作用力的时候便推动锁扣从而实现短路保护功能。第四道工序则是操作机构，当线路发生过载、短路、漏电时便是由操作机构动作切断电源，从而实现保护功能。第五道工序则是灭弧装置的装配，当接通电源瞬间进行火花灭弧确保人身安全。那么断路器是如何实现过载、保护功能呢？断路器即可与脱扣器拼装一起使用成为漏电断路器，也可以单独使用，但单独使用时只能实现过载、短路保护功能。过载保护原理：当线路发生过载时，这时会产生一个很大的过载电流，当过载电流通过线圈的双金片时，双金片受热弯曲，当完全到一定的程度时变挤压锁扣的A1端，而锁扣的B1端便又带动跳扣的A2端，跳扣的B2端又通过连杆带动手柄切断电源，从而实现过载保护功能。整个过程要求在0.1s内完成。短路保护原理：当线路发生短路时，流经线圈时根据电磁感应原理，短路电流会在周围产生很大的磁场，从而使铁芯得到一个磁场力，当磁场力大于弹簧的反作用力时铁芯的一端便推动锁扣的B1端，而锁扣的B1端便又带动跳扣的A2端，跳扣的B2端又通过连杆带动手柄切断电源，从而实现短路保护功能。整个过程要求在0.1s内完成。3.3 脱扣器工作原理简介脱扣器也被称之为剩余电流组件，主要是实现漏电保护功能。它主要是由零序电流互感器、线圈、铁芯、电子线路板等零件装配而成。组成部分主要零序电流线圈、电子判别控制电路、电磁脱扣系统、及脱扣连杆等部分。脱扣器的制造工艺亦为五道工序，第一道工序名为排线，即电子线路板装配到合适的位置，切记勿反。第二道工序测试按钮的装配。第三道工序则是电磁脱扣系统及脱扣连杆，此道工序为主要工序，当线路发生触电、漏电时便由此电磁脱扣系统推动连杆经断路器瞬间切断电源，从而达到漏电保护功能。第四道为上盖，第五为打螺丝封装。断路器可以单独使用，也可以与脱扣器拼装成一整体使用。但是脱扣器必须要与断路器拼装在一起才可以使用，不能够单独使用，而就单个脱扣器而言它只能实现漏电故障保护。而根据漏电流的大小脱扣器主要分为C型和D型，C型：当漏电流5倍额定电流时，在小于或等于0.1s内部脱扣，当10倍额定电流，在小于0.1s内脱扣则为C型。D型：当10倍额定电流，在小于或等于0.1s内部脱扣，当20倍额定电流，在小于0.1s内脱扣则为D型。漏电保护原理：它的工作原理主要是基于基尔霍夫定理，即电流经过同一个电路支点时电流之和为零。当被保护电路发生漏电时，零序电流互感器的电流矢量和不为零，即一次侧绕组与二次侧绕组电流大小不等，方向相反。这时便产生一个感应电压，而感应电压便促发三极管导通，电流放大流经电磁脱扣系统，铁芯动作使脱扣连杆推动断路器脱扣，切断电源，从而实现电路漏电保护功能，同样这个过程也必须在0.1s内完成。3.4 DZ47LE系列漏电断路器工作原理介绍 DZ47LE系列漏电断路器是电流动作型电子式低压漏电断路器，主要由断路器和脱扣器（电流剩余组件）两部分组成，它是一种既可以手动开关作用，又能自动进行过载、短路、漏电等保护的电器，对电源线路，电动机等设备实行保护。当它们发生严重的过载或者短路及漏电等故障时能自动切断电路，熔断器虽然也起到同等作用但断路器不像熔断器那样要更换零部件，因此断路器得到广泛运用。 过载保护原理：通过线圈双金片弯曲实现该功能。 短路保护原理：线圈铁芯推动实现该保护功能。 漏电保护原理：脱扣器实现该保护功能。3.5 DZ47LE系列断路器规格及技术参数 断路器分类有很多种，例如：按高压分，按功能分，按外壳分，但主要品种有塑壳式断路器，小型断路器、小型漏电断路器、漏电断路器、高分段断路器、智能型万能式断路器，而我在实习期间主要是接触漏电断路器。 漏电断路器分类主要按极数和A（额定电流）数两种分。 按极数分：单极、二极、单极二线、三级、三级四线、四极。 按A（额定电流）数分：1A、3A、6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A、63A、125A。 漏电技术参数；（1） 额定剩余动作电流30MA （2） 额定剩余不动作电流15MA （3） 额定接通分断能力2000A （4） 额定冲击耐受电压4KV （5） 漏电动作时间0.1S （6） 延时动作特性见表一 （7） 瞬时动作特性见表二表1 延时动作特性脱扣器类型额定电流（A）试验电流(A)起始状态约定时间预期结果C、D631.13In冷态t1h不脱扣631.45In热态t1h脱扣322.55In冷态1st60s脱扣321st120s表2 瞬时动作特性脱扣器类型试验电流(A)起始状态约定时间预期结果C5In冷态t0.1s不脱扣D10InC10In冷态t0.1s脱扣D20In4 DZ47LE系列断路器前景及发展方向4.1 DZ47LE系列断路器技术改进DZ47LE系列漏电断路器改进，毫无疑问技术改进主要是达到两种目的。其一是达到我们所要实现的功能即实现过载，漏电，短路保护。其二是在不影响过载、短路、漏电等功能的前提下进行改进以达到节约成本的目的。而我所在的漏电区域主要是为了节约成本而进行技术改进。线圈的改进，由原来的大头（老型）改为了现在再用带有缺口的小头，同时也被称之为新型，如果就单个线圈而言，新型相对于老型是也就减少了一点材料，这样算来所节约的成本几乎是可以忽略不计的。但据我2月份数据统计可知，二车间断路器达到30万左右，一年下来所节约的成本那就不能在忽略不计了。牵一发而动全身，当线圈发生变化时相应的其他部件也会发生改变，而最明显的就是外壳的改进，由于线圈改为了小头新型，所需要的外壳模型深度就大大减小了，从而又达到节约成本的目的，两者一加一年下来我想这笔数目将会令我们大吃一惊。4.2 发展方向目前我国的低压断路器制造企业主要集中在北京、天津、辽宁、上海、浙江江苏、广东等地，在促进国民经济发展的同时也暴露出一些问题：1 企业规模偏小，就我现在所在浙江地区来说，这里被称之为电器之都，由此可知这里的断路器制造企业数量是很多的，我也深深体会到了这里断路器制造企业确实很多，数量多，大多数是规模小的中小企业。企业数量过多导致经济资源难整合过于分散、浪费。2：重复建设严重，我国低压断路器行业由于盲目上项目，铺摊子，地区产业趋同化现象严重，各种断路器都是大同小异，低水平重复建设，造成资源浪费，能源、材料利用率低，产品生产过剩。从企业的角度考虑节约成本是第一位，正如上面提到的技术改进，改进的目的也就是为了节约成本，提高利润。所以今后断路器会向着小型化方向发展。智能化产品是21世纪的重点，21世纪的断路器同样也会向着智能化、多功能化方向发展。也会向着专用型、低电压、操作简单，外观精美等方向发展。5 个人总结曾在学校做电工实训的时候接触过断路器，继电器等电器，我还清楚记得老师当时还详细讲述了继电器的工作原理。现在想想时间过的真的很快。对于未知的东西我总是那么好奇，有时候也不得不感叹人类真的很聪明。而通过这次的顶岗实习，并且在实习期间主要是接触断路器这块。记得初来的时候对那些零部件都不认识，随着时间的推移让我不仅仅认识所有的零部件，更为主要的还是知道了断路器的相关知识，特别是断路器的工作原理，对于它的工作原理刚开始它是那么的让我着迷，为此我也拿着说明书去深深地专研过，还和检验员一起讨论过。从无知到掌握我想我真的进步了很多，在业余时间我还学了断路器的校验维修，使我对断路器的认识又更加进一步。在维修的同时主要是维修电子线路板这块，上面的电子元件坏的多，而这又是我专业基本知识，所以在维修的同时不仅仅让我更加熟悉断路器更是巩固了自己的专业知识。他们校验老员工有时候还会向我请教一些相关问题。这次的顶岗实习为我以后家庭断路器维修打下了结实的基础。参考文献1 DZ47LE系列漏电断路器使用说明书Z. 企业内部资料.2 连理枝. 低压断路器设计与制造M. 北京：中国电力出版社，2003.3 陈德桂. 低压断路器的开关电弧与限流技术M. 北京：机械工业出版社，2007.4 李英姿. 低压断路器的工作原理M. 北京：机械工业出版社，2010.5 孟凡钟. 真空断路器实用技术M. 北京：中国水利水电出版社，2009. 致谢在论文即将完成，我的学生生涯也将告一段落。首先我要向农红密老师致以最由衷的谢意和最崇高的敬意！在这几个月的毕业设计期间，只要是有相关疑问提出她都会第一时间为我们答疑，同时也会指点我们怎么去写，引导我们走上正确的道路从而为我们节省了不少时间。农红密老师这种敬业的态度让我很钦佩，也正是由于农老师这种敬业态度让我们的毕业设计能够顺利完成。再感谢完老师后我也要感谢我的同学、我的上司还有我的同事，如果没有同学对信息的传达，同事的讨论，没有上级给我提供的